鱼眼镜头的光学特殊性质使得它们一般拥有180度到270度的超大视角,从而广泛地被应用于银行、交通、学校等各个领域的监控。它还可以应用于各种类型的全景系统,具有覆盖全面、拼接简单、无盲区的特点。尽管拥有诸多优点,但在使用鱼眼镜头拍摄图像时会不可避免地引入形变,拍出的鱼眼图像往往有严重的畸变,为了增强图像的视觉效果,需要将畸变的鱼眼图像校正到无畸变的正常视觉的透视图像,很多鱼眼图像的校正算法由此应运而生,包括全局映射和局部保持的校正算法近些年被相继的提出。但是,所有的校正算法都不能忽视一点,即鱼眼图像为球面,而校正后的图像为透视平面,由于球面不是一个可展的曲面,球面和平面不是完全等价的,换句话说,任何鱼眼校正算法都不可能完全地消除畸变。因此,越来越多的人们开始习惯并且接受这些带畸变的鱼眼图像,如在Flickr网站上可以找到成千上万幅鱼眼图像,各种手机也开始带有鱼眼镜头拍摄的功能,专业的摄影师们也更多地选择用鱼眼相机拍摄图片。既然对鱼眼图像产生的畸变永远无法完全消除,而人们又逐渐地习惯于这种图像,本论文的主要目的是在研究校正算法的同时,从另一些角度或者观点对鱼眼图像进行处理,而不仅仅单纯地对鱼眼图像进行校正处理。本论文主要研究了鱼眼图像的校正算法,鱼眼图像的美化处理,鱼眼图像的几何取证这三个方面。调研了目前关于平面透视投影图像的应用研究,包括图像的美化和图像的取证,发现这些应用研究其实完全可以扩展到鱼眼图像上,比如图像的美化,基于对鱼眼图像的认识,采用方向和形状作为美化鱼眼图像的准则,然后将鱼眼图像朝美化准则的方向进行处理。对于鱼眼图像的取证,由于鱼眼图像在几何上的特殊性,也可以利用一些几何的不变性质对鱼眼图像被篡改的物体进行检测,如利用消失点进行检测。本文的主要工作总结如下:(1)对鱼眼图像的成像原理进行了分析和讨论,阐述了课题研究的背景及意义,总结了目前对于鱼眼图像的研究现状,包括鱼眼校正算法研究现状和鱼眼图像应用研究现状。(2)对有关鱼眼校正算法的相关文献进行了分析和总结,并针对鱼眼成像特点扩展了相应的校正算法。(3)提出了鱼眼图像美化的概念,并且首次提出基于方向和形状的美化准则,对偏离正常习惯的鱼眼图像进行美化处理,以一种新的观点,新的视角去处理鱼眼图像,扩展了编辑鱼眼图像的方法和工具。(4)利用几何上一些不变性质的约束,根据以前的文献,在检测鱼眼图像被篡改的物体工作上,提出了简单有效,基于消失点的检测方法。